How colour affects the Temperature

1. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
Ημερομηνία: 27/04/2017
Εργασία στο μάθημα της Τεχνολογίας
Θέμα: πως επιρρεαζει το χρωμα τη
θερμοκρασία των σωμάτων
ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ
Μαθητής: Κουτραφουρης Νεκταριος
Τμημα: Γ2’α
Έτος: 2016-2017
Περιεχόμενα:

2. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
Εξώφυλλο……………………………………………σελιδα 1
Περιεχόμενα………………………………………..σελιδα2
Εισαγωγή …………………………………………..σελιδες 3-4
Το αντικείμενο της έρευνας. Διατύπωση του
ερευνητικού ερωτήματος …………………..σελιδα 5
Επιστημονικέςθεωρίες που σχετίζονταιμε το
ερευνητικό ερώτημα…………………………..σελίδες 6-8
Παραδείγματαεφαρμογών …………………σελίδες 9-10
Η πειραματικήδιάταξη ……………………….σελίδες 11-12
Περιγραφή του πειράματος …………………σελιδα 13
Παρουσίαση των μετρήσεων………………..σελιδα 14-16
Ανάλυση αποτελεσμάτων,συμπέρασμα …σελίδα 17
Προτάσεις γιασυμπληρωματική έρευνα στο μελλον απο
άλλους μαθητές…………………………….σελίδα 18
ΕΙΣΑΓΩΓΗ:

3. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
Η αναγκαιότητα της πειραματικής έρευνας σε όλους
τους τομείς της σύγχρονης ζωής
Αρχικά πρεπει να επισημανθεί το γεγονός ότι η
πειραματική έρευνα βρισκεται με τι και σημερα στους
διάφορους τομείς τις σύγχρονης ζωής. Η πειραματική
έρευνα λοιπόν αποσκοπεί να διερευνήσει:α) εαν η
αυθεντική αξιολόγηση βρίσκει εφαρμογή στις
χρησιμοποιούμενου απο τους εκπαιδευτικούς πρακτικές
και β) κατά πόσον ο φάκελος εργασιων του μαθητή
εφαρμόζεται ή μπορεί να εφαρμοστεί ως αξιολογικό
εργαλείο στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση με τροπο που
να συνάδει με τις αρχές που προκύπτουν από τη διεθνή
βιβλιογραφία και έρευνα. Εύλογα λοιπόν εχει
υποστηριχθεί ότι η πειραματική έρευνα ΚΑΝΕΙ τους
ανθρώπους i) να προάγουν τη σκέψη ii) να επηρεάζουν
τη συμπεριφορά και ουσιαστικά να δημιουργούν
σταθμούς iii) να διαμορφώνουν την πορεία και την
ιστορια της ανθρωπότητας. Μέσω της έρευνας συνεπώς
συμβάλλεται η διερεύνηση των πνευματικών
δυνατοτήτων του ανθρώπου καθώς ανακαλύπτει νεα
πράγματα και νέες γνωσεις* σχετίζεται άμεσα και Ε τον
τομέα της επιστήμης.. Τελος, η εισαγωγή στη
μεθοδολογία της πειραματικής έρευνας απρόσκοπτη να
εισάγει τους ανθρωπους στην επιστημολογία καθώς και
στην επιστημονική μέθοδο προκειμένου να ειναι σε θέση
i. Να επιδίδωνται στον επιστημονικό λογισμό, την
έρευνα και την κριτική ανάλυση
ii. Να μπορούν με εγγυοτητα και πειθώ να:

4. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
- Αμφισβητούν όσα ακούν και διδάσκονται
- Να έχουν κριτική σκέψη
- Να ακολουθουν τους κανόνες της επιστημονικής
δεοντολογίας
Επιπροσθέτως, η πειραματική έρευνα:
1. Συμβάλει στην καταπολεμιση ασθενειών
καθώς ανακαλύπτουμε νέες επιστημονικές
μεθόδους που μπορούν να ευεργετησουν την
ανθρωπότητα
2. Συμβάλει στη σχεδίαση νέων προϊοντων
3. Προσπαθεί να βρει λύσεις διαφορά
προβλήματα π.χ. Υγείας, εκπαίδευσης κ.ο.κ.
4. Βελτιώνει τις ανθρώπινες και απλές
κατασκευές καθώς μπορεί να προτείνει νέες
βέλτιωμενες μεθόδους που θα οδηγήσουν σε
καλύτερα αποτελέσματα
5. Βελτιώνει ολο το φάσμα της βιομηχανίας και
της επιχείρησης
6. Μειώνει το κοστος παραγωγής σε πόλους
τομείς και τελος
7. Μπορεί να οδηγήσει σε εφευρέσεις

5. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
Το αντικείμενο της έρευνας. Διατύπωση του
ερευνητικού ερωτήματος.
Η τάξη της τρίτης γυμνασίου τοποθετήθηκε επιλέγοντας
ένα πολύ καλό θεμα που εμπλέκει την θερμότητα μεσα.
Θεωρήσαμε πιο συγκεκριμένα σαν τμημα πως θα
μπορούσαμε να βγάζαμε ορισμένα συμπεράσματα από
το πείραμα αυτό σχετικά με το πως επηρεάζει το χρώμα
τη θερμότητα, πως την απορροφά το κάθε σωμα.
Άλλωστε εκτελωντας μια ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ
αποσκοπούσαμε στην συλλογή διαφορετικών
αποτελεσμάτων κάθε φορα και το πετύχαμε αυτό.
ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΕΡΩΤΗΜΑ: ΠΩΣ ΕΠΗΡΡΕΑΖΕΙ ΤΟ
ΧΡΩΜΑ ΤΗΝ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΕΝΟΣ ΣΩΜΑΤΟΣ?

6. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
Επιστημονικές θεωρίες που σχετίζονται
με το ερευνητικό ερώτημα:
Σύμφωνα με το βιβλίο Φυσικής της Β’ Γυμνασίου, οι
παράγοντες για τους οποίους εξαρτάται το ποσοστό
της ενέργειας που ακτινοβολεί ένα σώμα το
δευτερόλεπτο, δηλαδή η ισχύς της ακτινοβολούμενης
ενέργειας, είναι:
i. Το εμβαδόν, το οποίο συμβάλει καταλυτικά καθώς οσο
μεγαλύτερη ποσότητα καταλαμβάνει ένα σώμα, τόσο
περισσότερη ενέργεια θα απορροφήσει
ii. Το χρωμα της επιφάνειας κάθε σώματος. Οσο πιο
σκουρόχρωμες είναι οι επιφάνειες των σωμάτων, τόσο
πιο εύκολα απορροφούν την θερμότητα, την ενέργεια
σε αντίθεση με τα ανοιχτόχρωμα σώματα που
απορροφούν πιο δύσκολα την ενέργεια
iii. Η θερμοκρασία του σώματος, οσο μεγαλύτερη είναι η
θερμοκρασία ενός σώματος τόσο πιο υψηλή είναι και η
ισχύς του σώματος
iv. Η υφή της κάθε επιφάνειας, συμβάλει εξίσου καθώς
στις τραχιές επιφανείς εκπέμπεται θερμότητα με
εντονότερη ακρινοβολια από τις λείες επιφάνειες

7. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
Επιστημονικές θεωρίες άλλες που σχετίζονται άμεσα
με το ερώτημα μας είναι:
1. Η μεταφορά θερμότητας από ένα στέρεο σε ένα
άλλο σώμα
2. Η μεταφορά θερμότητας από υγρό σε υγρό
3. Η μεταφορά θερμότητας ανάλογα με το υλικό της
κάθε ύλης
4. Η μεταφορά θερμότητας ανάλογα με το χρώμα του
κάθε σώματος
5. Η απορρόφηση της θερμότητας ενός σώματος
ανάλογα με το χρώμα του πχ. Μαύρο ή άσπρο.. το
αυτό απορροφά πιο εύκολα τη θερμότητα σε
αντίθεση με το άσπρο.
6. Η απορρόφηση της θερμότητας ανάλογα με το
μέγεθος του σώματος

8. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
7. Η απορρόφηση της θερμότητας ανάλογα με το
υλικό που είναι κατασκευασμένο το σώμα πχ
αλουμίνιο- πλαστικό
8. Η διάδοση της θερμότητας από σώμα σε σώμα
9. Η διάδοση της θερμότητας στο περιβάλλον
10. Η διάδοση της θερμότητας από τον αέρα σε
στερεά
Στην παραπάνω εικόνα προβάλεται η απορρόφηση της θερμικής ενέργειας
ανάλογα με το χρώμα. Το μαύρο την απορροφά ολόκληρη της θερμική ενέργεια
σε αντίθεση με το κόκκινο χρωμα.

9. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ:
Ορισμένα παραδείγματα εφαρμογών που σχετίζονται με
το ερευνητικό μας ερώτημα κατά πόσο δηλαδή επιδρά το
χρώμα στην θερμότητα, πως τα σκούρα χρώματα
απορροφούν διαφορετικά από τα ανοιχτόχρωμα χρώματα
τη θερμότητα. Αρχικά, τα πιο συχνά παραδείγματα που
αντικρίζουμε στην καθημερινή μας ζωή είναι τα εξής: το
χρώμα της μπλούζας που φοράμε απορροφά διαφορετικά
τη θερμότητα. Τα σκούρα χρώματα όπως το μαύρο
απορροφούν ολόκληρη την ηλιακή ενέργεια και κατά
συνέπεια δεν επιστρέφουν τίποτα από αυτή στο
περιβάλλον. Αντίθετα τα ανοιχτά χρώματα όπως είναι το
άσπρο δεν απορροφούν την ηλιακή ενέργεια μάλιστα την
αντανακλούν στο περιβάλλον με αποτέλεσμα να μην
θερμενονται αυτά τα χρωματα. Συμπεραίνοντας, εύλογα
οι άνθρωποι το καλοκαίρι επιλέγουν ανοιχτόχρωμα
χρωματα για να μην ζεστενονται καθώς όπως
επισημάναμε δεν απορροφούν την ηλιακή ενέργεια. Το
χειμώνα όμως που χρειαζόμαστε να θερμάνουμε
προτειμουμε σκουρόχρωμα χρωματα που ξέρουμε ότι θα
μας θερμάνουν. Συνεχίζοντας, ένα άλλο παράδειγμα που
βλέπουμε παντα και παντού είναι το θεμα του χρώματος
των σπιτιών. Πολλοί θεωρούν ότι είναι μόνο θέμα
σωστής αρχιτεκτονικής και τι μας ταιριάζει. Κάθε άλλο
όμως, το χρώμα των σπιτιών καθορίζεται από πολλούς
παράγοντες κυριότεροι από τους οποίους είναι η
τοποθεσια του σπιτιού και οι καιρικές συνθήκες που
επικρατούν. Πιο συγκεκριμένα, εάν το σπιτι βρισκεται

10. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
για παράδειγμα σε ένα τροπικό δάσος που επικρατεί
θερμός καιρός η πιο λογική επιλογή θα ηταν να βαφτεί
το σπιτι σε ανοιχτόχρωμα χρωματα για να αντανακλά
και να μην απορροφά την ηλιακή ενέργεια. Ετσι η
κατοικία θα δροσίζεται και δεν θα υφίσταται την
τρομερή ζέστη της περιοχής! Αντίθετα, ένα σπιτι
χτισμένο σε κρύες- παγωμένες ζώνες της γης θα
συνηστουσαμε πιο θερμά χρωματα καθώς τα σπιτια αυτά
έχουν ανάγκη να θερμανθούν. Συμπεραίνοντας λοιπόν,
το χρώμα συνδέεται άμεσα με την θερμότητα, Γι’αυτό
άλλωστε επιλέξαμε και εμείς σαν τμημα να
δραστηριοποιηθούμε γύρω από αυτή την πειραματική
έρευνα.

11. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
Η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ:
Υλικά Εργαλεία
Τμχ 30x30
μακετόχαρτο
Γεωμετρικά οργανα
Τμχ DOW Γραφική ύλη
Λαμπτήρας 60W
πυρ.
Κοπίδι
Ντουί διαιρούμενο Απογυμνωτης
καλωδίων
3 θερμόμετρα
οινοπνεύματος
Μυτοτσιμπιδο
3 κουτάκια
αναψυκτικών
Κατσαβιδι
ΧΡΩΜΑ πλαστικό ή
ακρυλικό άσπρο-
μαύρο-ώχρα
Πιστόλι σιλικονης
Φις καλωδίου
Ράβδους σιλικόνης

12. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
Διαδικασια κατασκευής της
πειραματικής διάταξης:
1.Αρχικά κόβουμε μακετοχαρτο
διαστάσεων 30x30
2.Έπειτα σχεδιάζουμε τις διαγώνιου για
να βρούμε το κέντρο
3.Στη συνεχεια σχεδιάζουμε 3 άξονες
που ξεκινούν από το κέντρο και
σχηματίζουν μεταξύ τους γωνία 120°
4.Μετά,κόβουμε κομμάτια ντουί και το
φις το στερεώνουμε στο κέντρο της
βάσης
5.Ύστερα, βάζουμε 3 κουτάκια
αλουμινίου σε χρώμα μαύρο, άσπρο
και ωχρά
6.Κολλάμε τα κουτάκια πάνω στους
άξονες ώστε να ισαπέχουν 1cm από
τον λαμπτήρα

13. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ:
Αρχικά, βάλαμε ίσα ml νερό και στα τρία
χρωματιστά κουτάκια, νερό της ίδιας
θερμοκρασίας. Στην συνεχεια, ανοίξαμε την
θερμαντική λάμπα η οποία απείχε 1cm και από τα
τρία κουτάκια. Τοποθετήσαμε μετά 3 θερμόμετρα
οινοπνεύματος μεσα στο νερό που είχαν τα τρία
κουτάκια. Με τη βοήθεια ενός ακριβούς
χρονομετρου ξεκινήσαμε την μέτρηση
θερμοκρασιών κάθε κουτιού για να δούμε ποσο
γρήγορα θα επιρρεασει το χρώμα τη θερμοκρασία
κάθε κουτιού (μαύρο, άσπρο, ωχρά). Αρχικά
μετρήσαμε 5 λεπτά. Παρατηρήσαμε πως υπήρξε
μια διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στα τρία
κουτάκια λόγω του διαφορετικού τους χρώματος.
Καταλήξαμε λοιπόν στο συμπέρασμα ότι την
υψηλότερη θερμοκρασία είχε το μαύρο κουτάκι,
δεύτερο ηταν το ωχρά κουτάκι, και το άσπρο είχε
τη μικρότερη θερμοκρασια καθώς το χρωμα του
δεν μπορεί να απορροφήσειτην θερμική ενέργεια
τόσο εύκολα οσο το μαύρο κουτάκι.

14. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ:
Πίνακας τιμών:
ΧΡΩΜΑ
ΧΡΟΝΟΣ(sec)
ΜΑΥΡΟ ΩΧΡΑ ΑΣΠΡΟ
0’ 0°C 0°C 0°C
5’ 2,5°C 2,5°C 1,0°C
10’ 5,0°C 3,5°C 2,0°C
15’ 9,0°C 5,5°C 4,0°C
20’ 12,0°C 6,5°C 5,5°C

15. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ-
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ:
Έπειτα από αυτή την προσπάθεια μας σαν τμημα,
μετά από αρκετές μετρήσεις και πολλες
προσπαθείες, καταφέραμε να έρθουμε σε ορισμένα
συμπεράσματα τα οποία συμπίπτουν με τις
επιστημονικές θεωρίες. Αυτό σημαίνει οτι
καταφέραμε με επιτυχία να εκπληρώσουμε το
πείραμα αυτό. Όπως βέβαια εχει ήδη αναφερθεί το
πείραμα ως θεμα είχε να εξεταστεί η επιρροή του
χρώματος στη θερμότητα. Καταλήξαμε λοιπόν στο
συμπέρασμα οτι το χρωμα εχει ένα πολύ
καταλιτικό ρόλο σε αυτή την υπόθεση καθώς
επιρρεαζει άμεσα την θερμάοκρασια του σώματος.
Ανάλογα λοιπόν με το χρωμα, με την απόχρωση
κάθε χρώματος αντιληφθήκαμε οτι το
σκουρόχρωμο (μαύρο) κουτάκι θερμάνθηκα πολύ
πιο γρήγορα από τα υπόλοιπα ( άσπρο και ωχρά)
λόγω του χρώματος του. Γιατί τα σκουρόχρωμα
χρωματα πάντα απορροφούν τόσο την ηλιακή
ενέργεια αλλα και τη θερμική ενέργεια που
μεταφέρεται από θερμαντικά σώματα όπως είναι ο
ήλιος αλλά και στην περίπτωση μας μια
θερμαντική λάμπα, στα υπόλοιπα σώματα. Η
μεταφορά αυτή γινεται με ποικίλους τρόπους όπως
είναι η επαφή κ.ο.κ.

16. ΚουτραφουρηςΝεκτάριοςΓ2’Α’
ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ
ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ:
Οι παρακάτω προτάσεις στηρίζονται σε
τροποποιήσειςτου πειράματος το οποίο
διεκτελεσαμε στην τάξη μας. Στα πλαίσια λοιπόν
μιας συμπληρωματικής έρευνας απο αλλους
μελλοντικούς μαθητές θα μπορούσαν να
πραγματοποιηθούντα εξής:
1)Ακριβέστερα όργανα μέτρησης αντί των
θερμομέτρων με οινόπνευμα
2)Περισσότερα κουτάκια σε διαφορετικά χρωματα
και διαφορετική υφή το καθένα π.χ. Ματ ή
γυαλιστερό
3)Έρευνα με πειρισσοτερες επαναλήψεις για το
καλύτερο αποτέλεσμα
4)Διαφορετικά αντικείμενα
5)Διαφορετικοί χρόνοι/ περισσότερος
απαιτούμενος χρόνος για τη διάρκεια του
πειράματος
6)Διαφορετικές ηλεκτρικές φωτιστικες θερμικές
πηγές
7)Προσπάθεια για οσο το δυνατό ομοιόμορφη
θέρμανση των κουτιών